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第01 讲 化学反应速率及其影响因素
目录
01 课标达标练
题型01 反应速率的计算
题型02 反应速率的影响因素
题型03 考查反应历程分析
题型04 反应速率的图像
题型05 反应速率综合应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 反应速率及其计算
1.(24-25 高三上·吉林省延边第一中学·期末)对于反应
,下列各数据表示
不同条件下的反应速率,其中反应进行得最快的是
1
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A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,则转化为同种物质的反应速率比较大小,以此来解答。
,转化为
;
B.
;
,转化为
;
,需将分钟转换秒为
,转化为
;显然C 中比值最大,反应速率最快,故选C。
2.在一个密闭容器中盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8 mol/L 和5.4 mol/L,在一定的条件下它们
反应生成NH3,10 min 后测得N2的浓度是0.8 mol/L,则在这10 min 内NH3的平均反应速率是
A.0.1 mol/(L·min)
B.0.2 mol/(L·min)
C.0.3 mol/(L·min)
D.0.6 mol/(L·min)
【答案】B
【解析】
,10min 内氮气的浓度变化为1.8mol /L-0.8 mol /L=1.0 mol /L,根据合成氨
反应的化学方程式:
,氨气的浓度变化为1.0mol /L×2=2.0mol/L,所以用氨气表示
的反应速率为
,故选B。
02 反应速率的影响因素
3.(2025·吉林·二模)某小组用
、HI 和KI 探究外界条件对化学反应速率的影响。室温下,按下列初
始浓度进行实验。
实验Ⅰ.
2
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实验编号
①
②
③
④
⑤
0.
1
0.
1
0.
1
0.
2
0.
3
0.
1
0.
2
0.
3
0.
1
0.
1
出现棕黄色的时
间/s
13
6.
5
4.
3
6.
6
4.
4
实验Ⅱ.用KI 替代HI 做上述5 组实验,观察到有无色气体产生,一段时间内溶液均未见棕黄色。
下列说法不正确的是
A.由实验Ⅰ可知,
氧化HI 的反应速率与
和
的乘积成正比
B.实验①中反应继续进行,20s 时测得
为
,则0~20s 的平均反应速率:
C.实验Ⅱ中的现象可能是因为
分解的速率大于
氧化KI 的速率
D.对比实验Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ
-的还原性随酸性减弱而减弱
【答案】D
【解析】对比实验①、②、③:HI 浓度增加反应速率增加,对比实验①、④、⑤:H2O2浓度增加反应速率
增加,因此,H2O2氧化HI 的反应速率与
和
的乘积成正比,故A 正确;0~20s 的平均反应速
率:
,故B 正确;实验II 向H2O2加入KI 产生氧气,
而未产生I2,说明H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI 的速率,故C 正确;实验II 引入了K+,K+对H2O2的
分解有影响,不能说明酸性对I-还原性的影响,故D 错误;故答案为D。
4.(2025·黑龙江大庆·二模)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2
CH3COCH2Br+HBr)来
研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温
度下,获得如下实验数据:
实验
初始浓度
溴颜色消失
3
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序号
所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
分析实验数据所得出的结论中,不正确的是
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)减小
D.增大c(Br2),v(Br2)不变
【答案】C
【解析】实验①→②中,增大丙酮浓度,溴消失时间减半,速率增大,A 正确;实验②和③的溴消失时间
相同,初始Br2浓度相同,故v(Br2)相等,B 正确;实验①→③中,增大HCl 浓度,溴消失时间缩短,
v(Br2)速率增大,C 错误;实验①→④中,Br2浓度加倍,时间也加倍,速率不变,D 正确;故选C。
03 考查反应历程分析
5.(24-25 高三上·吉林省梅河口市第五中学·期末)电催化硝酸根还原合成氨的方法,在实现脱硝的同时,
产生了高附加值的氨。下图为不同晶相组成的
(P25-600 和P25-0)的反应机理。(*NOH 被认为是决
定反应方向的重要中间物质)下列说法错误的是
A.可以通过调控
的品相组成来改变基元反应的活化能
B.P25-0 表现出了更佳的合成氨性能
4
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C.P25-0 反应路径中的速控步骤为
D.图示包含6 个基元反应
【答案】B
【解析】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,催化剂改变反应的历程,可以降低反应的
活化能加快反应速率,结合图,可以通过调控
的品相组成来改变基元反应的活化能,A 正
确; 图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,活化能越小反应越快,活化能越大
反应越慢,决定总反应速率的是慢反应;由图,P25-600 表现出了更佳的合成氨性能,B 错误; 活化能
越大反应越慢,由图,P25-0 反应路径中的速控步骤为
,C 正确;由图,图示包含6
个基元反应,D 正确;故选B。
6.(24-25 高三下内蒙古呼铁一中·期末)甲酸常用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成
和
,在无、有催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.HCOOH 的总能量大于CO 和
的总能量
B.
C.途径II 中
参与反应,通过改变反应途径加快反应速率
D.途径I 未使用催化剂,但途径II 与途径I 甲酸平衡转化率相同
【答案】A
【解析】没有说明各成分的物质的量,不能比较HCOOH 的总能量和CO 和
的总能量的相对大小,A
符合题意;二者分别为在无、有催化剂条件下的甲酸分解我一氧化碳和水时的能量与反应历程,催化剂不
能改变反应的焓变,
E3−E1=E10−E4,则E1−E3=E4−E10,B 不符合题意;由图可知,途径Ⅱ中氢离子先
5
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做反应物,后做生成物,是改变反应途径的催化剂,降低了活化能,则能加快反应速率,C 不符合题意;
催化剂能改变反应途径,但不能改变平衡的移动方向,则途径Ⅱ与途径Ⅰ甲酸平衡转化率相同,D 不符合
题意;故选A。
04 反应速率的图像
7.(2025·辽宁省实验中学·二模)在20L 的密闭容器中按物质的量之比
充入CO 和
,发生反应:
。测得CO 的转化率随温度及不同压强(p)下的变化如图所示,在
及
时
随时间的变化结果如表所示。下列说法正确的是
及195℃时
随时间的变化
t/min
0
1
3
5
8
5
4
4
A.压强:
,该反应的正反应为放热反应
B.在
及195℃时,0~3min 内生成
的平均速率为
C.在
及195℃时,该反应的平衡常数为5
D.在A 点时,
的平衡转化率为45%
【答案】A
6
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【分析】反应为
气体分子数减少的反应,相同温度下,压强大则平衡正向
移动,CO 转化率更高。由图可知,相同温度时
对应的CO 转化率高于
,故
;随温度升
高,CO 转化率降低,说明平衡逆向移动,逆向为吸热反应,故正反应为放热反应;
【解析】由分析,压强:
,该反应的正反应为放热反应,A 正确;在
及195℃时,0~3min 内生成
的平均速率为
,B 错误;在
及195℃时,由表格数据,平衡时氢气为4mol,则:
该反应的平衡常数为
,C 错误;由C 分析,在A 点时,
的平衡转化率为
,D 错误;故选A。
8.(2025·吉林长春·二模)乙酸甲酯制乙醇的反应为:
三个10L 恒容密闭容器中分别加入
和
,在不同温度下,反应分钟时乙酸甲酯物质的量
如图所示。
下列说法正确的是
7
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A.该反应的
B.容器甲中平均反应速率
C.容器乙中乙醇的体积分数为
D.容器丙中当前状态下反应速率(正)
(逆)
【答案】C
【分析】温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙反应升高温度,醋酸甲酯量增大,则反应逆向进行,
正反应为放热反应,焓变小于0;
【解析】由分析,该反应的
,A 错误;容器甲中平均反应速率
,B 错误;容器乙中乙酸甲酯物质
的量为0.1mol,则
容器乙中乙醇的体积分数为
,C 正确;温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙反应
速率快,而其醋酸甲酯量增大,说明其达到平衡状态,则(正)
(逆),D 错误;故选C。
05 反应速率的综合应用
9.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为
的密闭容器中充入0.2mol
SCl2,发生反应:2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在
时和平衡时SCl2的转
化率
与温度
的关系。下列说法正确的是
8
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A.2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
B.55OC,从0~10min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,则此时v(逆)>v(正)
【答案】A
【解析】由图可知,升高温度,
的平衡转化率增大,则正反应为吸热反应,
,且正反应可自发
进行,说明
,则
,A 项正确;
,从
,以
表示反应的平均速率为
,B 项错误;反应过程中气体的总质量不变,该反应为气体分子数
不变的反应,则该反应中混合气体的总物质的量不变,混合气体的摩尔质量始终不变,则平均相对分子质
量恒定不变,故当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,不能说明反应达到平衡状态,C 项错
误;82℃下,反应达平衡时,
的转化率为90%,则达平衡时,c(
)=
=
,
c(
)=c(
)=
=0.045mol/L,该反应的平衡常数K=
=20.25,若起始时在该
密闭容器中充入
和
各
,则Qc=
=1<K,则平衡正向移动,v(逆)<v(正),D
项错误;答案选A。
9
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10.(2025·辽宁·一模)常温下,在硝酸介质中,用磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂,萃取稀土金属离子
的原
理如下:
,
可溶于有机溶剂,实现
从水相到有机相的萃取。在含
的水溶液中加入适量稀硝酸和TBP,测得
与时间的关系如图
所示。已知:净反应速率等于正、逆反应速率之差,即
。下列叙述正确的是
A.逆反应速率:
B.增大
,平衡向右移动,平衡常数
增大
C.在
、
和点中,净反应速率最小的为点
D.
内
的平均反应速率
【答案】C
【解析】a 到b,Sc3+浓度减小,反应正向进行,反应物浓度减小、生成物浓度增加,正反应速率减小,逆
反应速率增大,则逆反应速率:a<b,A 错误;
B.平衡常数只与温度有关,与浓度无关,B 错误;净反应速率等于正、逆反应速率之差,即
,由图a 到b,Sc3+浓度减小,反应正向进行,反应物浓度减小、生成物浓度增加,正反应速率减小、逆反
应速率增大,a 和b 净反应速率大于0,c 点反应达到平衡,正逆反应速率相等,则净反应速率为0,故净
反应速率最小的为点,C 正确;由图,
内
的平均反应速率
10
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,D 错误;故选C。
11.(2025·吉林辽源·三模)丙烯与HBr 发生加成反应,存在以下两种途径:
已知:1-溴丙烷的能量大于2-溴丙烷的能量。两个途径的反应过程,其图像如下:
下列说法正确的是
A.相同条件下,生成2-溴丙烷的速率快
B.相同条件下,生成1-溴丙烷的产率高
C.生成两种溴代产物时,决速步均由第二步反应决定
D.
【答案】A
11
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【解析】1-溴丙烷的能量大于2-溴丙烷的能量,故A 物质是1-溴丙烷,B 物质是2-溴丙烷,由图像可知生
成2-溴丙烷的活化能更小,故速率更快,故A 正确;生成2-溴丙烷更稳定,故相同条件下,生成2-溴丙烷
的产率高,故B 错误;由图像可知,都是第一步反应的活化能大于第二步反应,故决速步均由第一步反应
决定,故C 错误;1-溴丙烷的能量大于2-溴丙烷的能量,
为放热
反应,
,故D 错误;答案选A。
12.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)室温下,某溶液初始时仅溶有M 和N 且浓度相等,同时发生以下两个反
应:①
; ②
。反应①的速率可表示为
,反应②的速率
可表示为
(
、
为速率常数)。反应体系中组分M、Z 的浓度随时间变化情况如图。下列说法
错误的是
A.0~30min 时间段内,Y 的平均反应速率为
B.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M 转化为Y
C.反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度之比一直为
D.降低相同温度,反应①的速率减小的程度更大
【答案】B
【分析】由图可知:M 的起始浓度为0.5 mol/L,反应①的速率v1=k1c2(M),反应②的速率v2=k2c2(M)(k1、k2
为速率常数)。则同一反应体系中反应①、②的速率之比始终不变,所以Y、Z 的浓度变化之比始终不变;
①M+N=X+Y、②M+N=X+Z,则体系中始终有c(Y)+c(Z)=△c (M),由图可知:30 min 时△c(M)=0.5
mol/L-0.300 mol/L=0.2 mol/L;c(Z)=0.125 mol/L,则c (Y)=0.2 mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L,即反应开始
12
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后,体系中Y 和Z 的浓度之比为0.075 mol/L:0.125 mol/L=3:5;结合反应的活化能与反应速率关系比较
反应①、②的活化能大小,根据v=
和转化率公式计算反应速率和转化率,据此分析解答。
【解析】由图中数据可知,
时,M、Z 的浓度分别为0.300
和0.125
,则M 的变化量
为0.5
-0.300
=0.200
,其中转化为Y 的变化量为0.200
-0.125
=0.075
。因此,
时间段内,Y 的平均反应速率为
,A 正确;由上述分析可知,体系中Y 和Z 的浓度之比为3:5,所以反应能进行到底时,c(Y)
+c(Z)=△c(M)=0.5 mol/L,则c(Y)=
,反应结束时M 转化为Z 的转化率为
,B 错误;由分析可知,反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度之比一直为
,C
正确;由分析可知,30min 时,反应生成Y 的浓度为0.075 mol/L、Z 的浓度为0.125 mol/L 可知反应①速率
小于反应②的速率,则反应①的活化能比反应②的活化能大,当降低相同温度时,对反应①的影响程度更
大,其速率减小的程度更大,D 正确;故选B。
13.(2025·吉林长春·二模)一定条件下,在容积为10 L 的固定容器中发生反应:
,反应过程中部分物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线
如图。下列说法错误的是
A.曲线Y 表示
的物质的量变化
B.
时刻:正反应速率等于逆反应速率
13
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C.在10 min 时改变的条件可能是降低温度
D.0~8 min 内,
的平均反应速率为
【答案】B
【分析】8 分钟时X 增加的量为0.6mol,Y 的减少量为1.2mol-0.3mol=0.9mol,二者改变量之比等于方程式
的系数比为0.6:0.9=2:3,则X 代表NH3的物质的量变化,Y 代表H2的物质的量变化。
【解析】根据分析可知,曲线Y 表示
的物质的量变化,A 正确;t1时刻反应未达到平衡状态,正反应速
率不等于逆反应速率,B 错误;8 分钟达到平衡状态,10 分钟后H2的物质的量减少,NH3的物质的量增
加,合成氨反应的平衡正向移动,合成氨反应为放热反应,在10 min 时改变的条件可能是降低温度,C 正
确;0~8 min 内,
的平均反应速率为
,D 正确;答案选B。
14.(2025·辽宁·二模)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺,吹脱速率可用方程
表示
(其中c 为甲醛浓度,单位为
),下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化的数据,下图表示不同温
度下吹脱时间与甲醛去除率的关系。
浓度/
10000
8000
4000
200
0
1000
吹脱时间/h
0
7
23
39
55
下列说法错误的是
A.当甲醛浓度为
时,其吹脱速率
B.分析上表数据,若经过71h 的吹脱,甲醛的浓度降为
14
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C.分析上表数据,当甲醛浓度降为
时,吹脱时间为15h
D.该工艺选择温度为75℃、吹脱时间为4~6h 比较合适
【答案】C
【解析】当甲醛浓度为
时,吹脱速率
,A 项正确;由表中数据可知,甲醛的浓
度变成原来的一半所用的时间为16h,则当甲醛浓度为
时,吹脱时间为
,B 项正
确;由吹脱速率方程可知甲醛的吹脱速率随甲醛浓度的减小而变慢,甲醛浓度由
降为
所用的时间为16h,由
降到
所需的时间应小于8h,即吹脱时间应小于
15h,C 项错误;由图像分析,当温度为75℃、吹脱时间为4~6h,甲醛去除率较高,6h 以后去除率无明显
升高,D 项正确;答案选C。
15.(2025·辽宁鞍山·二模)科技人员研发了一种催化剂,能催化乙醇与水的混合气产生
,反应方程式为
。在
固定容积的容器中,不同温度
下,用该催化剂催化总量相同、比例相同的乙醇和水的混合气,产生
(已经转换为标准状况)的体积与时
间关系如下图所示。下列叙述错误的是
15
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A.
B.反应温度:②
①
C.平衡常数:①>②
D.①线
的平均反应速率
【答案】C
【解析】由图可知曲线②的速率更快,故②的反应温度更高,且①达到平衡时,氢气体积没有②的大,说
明升高温度有利于平衡正向移动,故反应吸热,即
,A 正确;由A 项分析可知,B 正确;反应吸
热,温度越高平衡常数越大,故平衡常数:②>①,C 错误;①线
的平均反应速率
,D 正确;故选C。
16.(2025·吉林舒兰·一模)某温度下,在
恒容密闭容器中充入
,发生下列反应:反应Ⅰ:
;反应Ⅱ:Y(g)
。测得各气体物质的量与反应时间的关系如图所示,24s 后各物质
的物质的量均不再变化。下列说法正确的是
16
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A.随X 浓度的减小,反应Ⅰ、Ⅱ的速率均降低
B.
内平均反应速率
C.该温度下的平衡常数:反应Ⅰ>反应Ⅱ
D.
点时,反应
的正、逆反应速率相等
【答案】C
【分析】由题中信息可知,
在恒容密闭容器中发生两步反应:Ⅰ.
;Ⅱ.
。
因此,图中呈不断减小趋势的线为
的物质的量随的变化曲线,呈不断增加趋势的
线为
的物质的量
随的变化曲线,线为
的物质的量随的变化曲线。
【解析】根据图像可得,随
的减小,
先增大后减小,
增大,因此,反应的速率随
的
减小而减小,而反应
的速率随着
的变化先增大后减小,故A 错误;
内,
,即
减少
增加
,因此
增加
,B 错误;24s 后所有物质的物质的量都不再变
化,此时X 转化几乎完全,即反应充分,而
仍有剩余,即反应
正向进行程度小于反应、反应限度小
于反应,所以该温度下的平衡常数:反应Ⅰ
反应Ⅱ,故C 正确;P 点后,Z(g)的物质的量还在增大,
Y(g)的物质的量还在减小,说明
点时反应Ⅱ仍正向进行,正、逆反应速率不相等,故D 错误;故选C。
17.(2025·黑龙江鹤岗·二模)在某一初始温度下,在恒容绝热密闭容器中,发生反应:
,测得各物质的量浓度和容器内温度随时间变化的关系如图所
示。下列说法正确的是
A.
时,体系内两个反应均达到平衡状态
17
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B.
,用物质Y 表示的平均反应速率为
C.
D.若改为恒温容器,则X、Z 物质的量浓度相同的时刻要比
提前
【答案】C
【解析】根据图像分析,
后,X、Z 的物质的量浓度仍在发生变化,所以体系内两个反应均未达到
平衡状态,A 项错误;
时,反应物X 的浓度变化为
,则第1 个反应
生成Y 的浓度为
。
时,反应物Z 的浓度为
,则第2 个反应消耗Y 的浓度为
,所以,此时Y 的浓度变化为
,则
内用物质Y 表示的平均反应速率为
,B 项错误;反应开始时X
减少,体系温度升高,随着Z 增多,体系温度降低,所以
,C 项正确;若改为恒温容器,则
时的反应体系的温度要低于题设条件,所以两个反应的速率会变慢,X、Z 物质的量浓度相同的
时刻要比
靠后,D 项错误;答案选C。
18.(24-25 高三下·吉林省九台市第一中学·期末)常温下,用甲苯萃取水中少量的正丁酸:
,水溶液中正丁酸浓度随萃取时
间的变化如图所示。下列叙述错误的是
18
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A.6 min 时的逆萃取速率小于2 min 时的逆萃取速率
B.2 min 时正萃取速率大于逆萃取速率
C.水中正丁酸浓度增大,萃取平衡向右移动,萃取平衡常数不变
D.2~4 min 内正丁酸的平均萃取速率
【答案】A
【解析】平衡之前,逆萃取速率逐渐增大,6 min 时的逆萃取速率大于2 min 时的逆萃取速率,A 项错误;
平衡之前,正萃取速率大于逆萃取速率,B 项正确;萃取平衡常数只和温度有关,水中正丁酸浓度增大,
萃取平衡向右移动,温度不变,萃取平衡常数不变,C 项正确;速率等于浓度的变量除以时间,2~4 min 内
正丁酸的平均萃取速率
,D 正确;答案选A。
19.(2025·吉林四平·一模)一定温度下,向两个固定体积的密闭容器中分别充入等量
和等量
,
发生反应
,测得有关数据如下。
容器
容器体积
平衡时
的物质的
量
达平衡所用时间
达平衡过程中的能量变化
①
2L
1.2mol
10min
放热0.6akJ
②
4L
1.6mol
放热
下列叙述不正确的是
A.①中
内,
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】①中
内,
,A 项正确;对比容器①、②,其他
条件相同,增大容器②的体积,各物质的浓度降低,反应速率降低,达平衡所用时间增大,故
,B
项正确;对比容器①、②,其他条件相同,增大容器②的体积,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移
动,而容器②平衡时
的物质的量增大,即
平衡正移,正向为气体体积增
19
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大的方向,
,C 项错误;根据热化学方程式
可
知,生成
时放热akJ,而容器①生成1.2molZ 时放热0.6akJ,则
,解得
,D 项正确;
答案选C。
20.(2025·黑龙江·二模)在容积恒为1.00L 的容器中,通入一定量的
气体,发生反应
,随温度升高,混合气体的颜色变深。在
时,体系中各物质浓度随时间变化如
下图所示。下列说法错误的是
A.反应的
B.在
时段,反应速率
C.体系的总压强保持不变时,反应达到平衡状态
D.反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡正向移动
【答案】D
【解析】随温度升高,混合气体的颜色变深,说明NO2浓度增加,平衡正向移动,故正反应吸热,反应的
ΔH>0,A 正确;在
时段,NO2浓度从0 变为0.120mol/L,故反应速率c(NO2)=
=0.0020mol L
⋅
−1 s
⋅−1,B 正确;反应前后气体体积数发生变化,容器体积恒定,体系的总压强是变量,故体
系的总压强保持不变时,反应达到平衡状态,C 正确;反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,体系
压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,即平衡逆向移动,D 错误;故选D。
21.(2025·辽宁丹东·一模)已知反应
的速率方程为
。向恒温恒容的
20
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密闭容器中加入一定量
发生上述反应,测得部分实验数据如下表所示。下列说法正确的是
反应时间
0
10
20
30
40
A.前
为
B.其他条件相同时,
的浓度越大,化学反应速率越大
C.
D.当
的转化率为
时,容器内压强为初始压强的
倍
【答案】D
【解析】前
,
,
,A 错误;实验数据显示,
浓度随时间线性减少,每10 分钟
减少相同量,说明反应速率为常数,与浓度无关(零级反应),因此,速率不随
浓度增大而增大,B
错误;若速率方程为
,且实验数据符合零级反应特征(线性变化),则
,而非
,
C 错误;初始压强由
浓度决定,当
转化率为50%时,假设初始物质的量为
,分解
的
,
根据反应式,每
生成
气体(
),故分解
的
生成
和
,剩余
,总物质的量为
,压强为初始的1.25 倍,D 正确;故选D。
22.(24-25 高三下·东北育才中学·期末)室温下,向体积为1L 的恒容密闭容器中通入M 和N 各0.5mol,同
时发生以下两个反应:①
;②
,反应①的速率可表
示为
,反应②的速率可表示为
(
、
为速率常数)。反应体系中组分M、Z 的物
21
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质的量n(单位:mol)随时间t(单位:min)变化情况如图所示,下列说法不正确的是
A.0~30min 内,Y 的平均反应速率为
B.反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度之比为
C.60min 时,
D.反应①的活化能比反应②的活化能小
【答案】D
【分析】由题中信息可知,反应①和反应②的速率之比为
,由于
为速率常数,故该比值保持不
变;由题给方程式可知,反应①和反应②的速率之比等于生成Y 和Z 的浓度比,两反应的速率之比为定
值,反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度比为定值;由图可知,30min 时消耗M 的浓度为(0.5-0.3)mol/
L=0.2mol/L,由Z 的浓度为0.125 mol/L,则Y 的浓度为0.2mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L,
。
【解析】由图中数据可知,30min 时,M、Z 的浓度分别为
和
,则M 的浓度变化量
为
,其中转化为Y 的部分为
,因此,0~30min 内,Y 的平均反应速率为
22
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,A 项正确;由分析可知,反应①和反应②的速率之比为
,Y 和Z
分别为反应①和反应②的产物,且两者与M 的化学计量数相同,因此反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度之
比等于
,由于
为速率常数,故该比值保持不变为3:5,B 项正确;结合分析可知,反应开始后,
在相同的时间内体系中Y 和Z 的浓度之比等于
,故反应过程中有
的M 转化为Z,
所以60min 时
,C 项正确;由以上分析可知,在相同的时间内生成Z
较多、生成Y 较少,因此,反应①的化学反应速率较小,在同一体系中,活化能较小的化学反应速率较
快,故反应①的活化能比反应②的活化能大,D 项错误;故选D。
23.(2025·吉林·二模)酸性
溶液和
溶液可发生反应
。控制其他条件相同,不同温度时混合两种溶液,
随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ对应的温度
B.溶液紫色褪去的时间越长反应速率越快
C.实验中反应物用量
D.
下
段速率突然变大可能是生成的
起到了催化作用
23
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【答案】D
【分析】控制其他条件相同,改变温度,温度越高,反应速率越快,反应结束需要的时间越短。所以温度
Ⅱ
Ⅰ。
【解析】由上面分析可知曲线Ⅱ对应的温度
,A 错误;溶液紫色褪去,反应结束,时间越长反应
速率越慢 ,B 错误;由图中信息高锰酸钾完全反应,草酸过量,
,C 错
误;加入催化剂或升高温度,能明显加快反应速率,在其它条件都相同时,开始速率小,过一会儿速率突
然增大,有可能反应放热温度明显升高引起的,也可能是反应生成了具有催化作用的物质,其中水没有这
种作用,CO2释放出去了,所以可能起催化作用的是Mn2+,D 正确;故选D。
24.(2025·黑龙江·三模)工业制硝酸的过程中涉及反应
。一定条件下NO 和
进入合成塔发生反应,其他条件相同时测得的实验数据如下表。下列关于该反应的说法错误的是
压强/(
Pa)
温度/℃
达到所列转化率需要的时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5780
8.0
30
0.2
3.9
36
90
0.6
7.9
74
A.
,
B.增大
的量,能提高
的平衡转化率
C.根据上述表格,升高温度该反应速率加快
D.在
、90℃下,6s 时反应的
【答案】C
【解析】
是气体体积减小的反应,
,该反应在一定条件下能够自发进
行,说明
在一定条件下成立,则
,A 正确;增大
的量,
24
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正向进行,能提高
的平衡转化率,B 正确;表格中,升高温度后,相同压
强下达到相同转化率所需时间延长(如1.0×105Pa 下50%转化率时间从12s 增至25s),说明升温导致反应
速率减慢,C 错误;在
、90℃下,6s 后NO 的转化率仍然会增大,说明此时反应还未达到平
衡,
,D 正确;故选C。
25.(2025·辽宁·一模)
的速率方程为
,其中为净反应速率;
为
速率常数,只与温度、催化剂、固体接触面积有关,与浓度无关;
为该反应的反应级数,可以为正数、
0、负数。已知反应物起始浓度消耗一半的时间叫半衰期,
在某催化剂表面上反应得到的数据如
表。下列说法正确的是
0
10
20
30
40
50
60
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
A.该反应的速率常数为
B.其他条件不变,压缩体积增大压强后,净反应速率无明显变化
C.若起始反应物浓度为
,半衰期不变
D.使用
粉吸收
,可使平衡正移,提高
的平衡转化率
【答案】B
【解析】分析表格中数据可以知道,反应速率与水蒸气浓度无关,是一个恒速反应,所以
,计
算可得
,A 错误;压缩体积增大压强,虽然水蒸气浓度增大,但是净反应速率与
水蒸气浓度无关,故净反应速率无明显变化,B 正确;设起始反应物浓度为
,半衰期
,
可知半衰期与起始浓度成正比,表中起始反应物浓度为
,半衰期为
,若起始反应物浓度
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为
,则半衰期为
,C 错误;根据最后一组数据可知,该反应可以进行到底,因此不存在
化学平衡,D 错误;故选B。
26.(2025·内蒙古乌兰察布·二模)一定条件下,
在某催化剂表面上发生分解反应生成
和
,测
得的实验结果如图所示。下列说法正确的是
已知:化学上,将反应物消耗一半所用的时间称为半衰期(
)。
A.
的半衰期与起始浓度成正比
B.
浓度越高,反应速率越快
C.
在该催化剂表面的分解反应是可逆反应
D.ab 段
的平均生成速率为
【答案】A
【解析】由图像可知,H2O(g)起始浓度为0.1mol·L-1时,半衰期为50min,起始浓度为0.05mol·L-1时,半衰
期为25min,则
的半衰期(将反应物消耗一半所用的时间)与起始浓度成正比,A 正确; 由图像可
知,H2O(g)的分解速率在各时间段内相等,B 错误;由图像可知,H2O(g)能完全分解,最终H2O(g)浓度为
0,说明在该条件下H2O(g)分解反应不是可逆反应,C 错误;
,D 错误; 故选A。
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1.(2024·黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,
时其制备过程及相关物质
浓度随时间变化如图所示,
后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A.
时,反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数:①>②
C.
平均速率(异山梨醇)
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】由图可知,3 小时后异山梨醇浓度继续增大,
后异山梨醇浓度才不再变化,所以
时,反应
②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A 错误;图像显示该温度下,
后所有物质浓度都不
再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于
反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:①>②,故B 正确;由图可知,在
内异
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山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=
,故C
正确;催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转
化率,故D 正确;故选A。
2.(2023·辽宁卷)一定条件下,酸性
溶液与
发生反应,
(Ⅱ)起催化作用,过程中不同
价态含
粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A.
(Ⅲ)不能氧化
B. 随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C. 该条件下,
(Ⅱ)和
(Ⅶ)不能大量共存
D. 总反应为:
【答案】C
【解析】开始一段时间(大约13min 前)随着时间的推移Mn(VII)浓度减小直至为0,Mn(III)浓度增大直至
达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(III),同时先生成少量Mn(IV)后Mn(IV)被消耗;后来(大
约13min 后)随着时间的推移Mn(III)浓度减少,Mn(II)的浓度增大;据此作答。由图像可知,随着时间的
推移Mn(III)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(III),后Mn(III)被消耗生成Mn(II),Mn(III)能氧
化H2C2O4,A 项错误;随着反应物浓度的减小,到大约13min 时开始生成Mn(II),Mn(II)对反应起催化作
用,13min 后反应速率会增大,B 项错误;由图像可知,Mn(VII)的浓度为0 后才开始生成Mn(II),该条件
下Mn(II)和Mn(VII)不能大量共存,C 项正确;H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应
为2MnO4
-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,D 项错误;故选C。
3.(2025·陕晋宁青卷) (3)高温下MgCO3分解产生的MgO 催化CO2与H2反应生成CH4,部分历程如图,其
中吸附在催化剂表面的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号),生成水的基元反应
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方程式为 。
【答案】(3)
HO*+H
④
2*+CH2*= CH3*+H2O
【解析】(3)反应活化能越高,反应速率越慢,从图中可以看出,第四部活化能最高,速率最慢,基元反应
为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O;由图可知,在第三步时生成了水,基元反应为:HO*+H2*+CH2*=
CH3*+H2O;
4.(2025·河北卷)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。
(1)石油化工路线中,环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法,环氧乙烷和水反应生成乙二
醇,伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。
主反应:EO(aq)+ H2O(l)
EG(aq) ΔH<0
副反应:EO(aq)+ EG(aq)
DEG(aq)
体系中环氧乙烷初始浓度为1.5 mol·L-1,恒温下反应30min,环氧乙烷完全转化,产物中n(EG):
n(DEG)=10:1。
0~30min
①
内,v 总(EO)= mol·L-1·min-1。
②下列说法正确的是 (填序号)。
a.主反应中,生成物总能量高于反应物总能量
b.0~30min 内,v 总(EO)= v 总(EG)
c.0~30min 内,v 主(EG):n 副(DEG)=11:1
d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
【答案】(1)0.05 mol·L-1·min-1 cd
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【解析】(1)
0~30min
①
内,环氧乙烷完全转化,
;
②a 项,
,主反应中,ΔH<0,则生成物总能量低于反应物总能量,a
错误;b 项,由题中信息可知主反应伴随副反应发生,EG 作为主反应的生成物同时也是副反应的反应物,
即EG 浓度的变化量小于EO 浓度的变化量,0~30min 内,v 总(EO)> v 总(EG),b 错误;c 项,主反应中,
,副反应
,同一反应体系中物质一量变化量之比等于浓度变化量之
比,产物中
,即
,
,反应时间
相同,则v 主(EG):v 副(DEG)=10:1,
,则v 主(EG):n 副(DEG)=11:1,c 正确;d
项,选择适当催化剂可提高主反应的选择性,可提高 乙二醇的最终产率,d 正确;故选cd;
5.(2024· 重庆卷)醋酸甲酯制乙醇的反应为:CH3COOCH3(g)+2H2(g)
CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)。三
个
恒容密闭容器中分别加入
醋酸甲酯和
氢气,在不同温度下,反应t 分钟时醋酸甲酯物
质的量n 如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0 B.容器甲中平均反应速率
C.容器乙中当前状态下反应速率v 正<v 逆 D.容器丙中乙醇的体积分数为
【答案】D
【解析】温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙反应升高温度,醋酸甲酯量增大,则反应逆向进行,
正反应为放热反应,焓变小于0。A 项,该反应的ΔH<0,A 错误;B 项,容器甲中平均反应速率
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,B 错误;C 项,温度越高反应速
率越快,比较乙丙可知,丙达到平衡状态,但不确定乙是否平衡,不能确定正逆反应速率相对大小,C 错
误;D 项,对丙而言:
容器丙中乙醇的体积分数为
,D 正确;故选D。
6.(2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO4
2-的影响因素,测得不同条件下SeO4
2-浓度随时间
变化关系如下图。
实验序号
水样体积/ mL
纳米铁质量/ mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是( )
A.实验①中,0~2 小时内平均反应速率v(SeO4
2-)=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为:2Fe+SeO4
2-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始pH 越小,SeO4
2-的去除效果越好
【答案】C
【解析】A 项,实验①中,0~2 小时内平均反应速率
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,A 不正确;B 项,实验③中水样初始
pH =8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒,B 不正确;C 项,综合分析实验
①和②可知,在相同时间内,实验①中SeO4
2-浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁
质量可加快反应速率,C 正确;D 项,综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中SeO4
2-浓度的
变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始pH,SeO4
2-的去除效果越好,但是当初始pH 太小时,
H+浓度太大,纳米铁与H+反应速率加快,会导致与SeO4
2-反应的纳米铁减少,因此,当初始pH 越小时
SeO4
2-的去除效果不一定越好,D 不正确;故选C。
32